JP5532603B2 - 低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法 - Google Patents

Description

本発明は、低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法に関する。

大豆由来の蛋白質はアミノ酸バランスが良く、近年では血清コレステロール低下作用等の生理効果が報告されている。米国食品・医薬品管理局（FDA）は、コレステロールのリスクと心臓病を減らすために、一日一人当り25g（一食当り6.25g）かそれ以上の高品質大豆蛋白質を食事に取り込むことを推奨している。日本でも特定保健用食品として、一日一人当り6g以上の大豆グロブリンの摂取を前提とした、血清コレステロール低下機能を持つ食品が認可されている。

通常大豆には土壌に由来する菌群が多く寄生しており、食品素材として供給するためには何らかの殺菌処理を施しておくことが好ましい。例えば大腸菌群を殺菌するには、60〜65℃で30分程度の加熱処理が有効であるが、大豆蛋白質は60℃付近から熱変性が始まるため、大豆蛋白質が変性しない温度域において、十分な加熱殺菌を安定的に行うことは困難であった。

分離大豆蛋白質、濃縮大豆蛋白質、豆乳粉末など、多くの大豆蛋白製品は殺菌のため高温加圧処理を行っており、蛋白質は変性されている。このような変性によって、大豆蛋白製品を添加された種々の小麦製品は、その物性に悪影響を受けるが、特に麺に添加された場合、製麺性が悪くなるなどの顕著な影響を受ける。その為に、実用的な大豆蛋白質強化麺は得られていなかった。

S. Utsumi, T. Nakamura, K. Harada and T. Mori, Agric. Biol. Chem., 51(8), 2139-2144（1987） Thahn, V. H. and Shibasaki, K., J.Agric. Food Chem., 24, 117, 1976

本発明の目的は、低変性でかつ殺菌された大豆蛋白質組成物を提供することである。

本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意研究を行った。殺菌するためには加熱温度を高める必要があるが、温度を高くすると蛋白は熱変性するという相反する現象を起こす。そこで更に鋭意研究するなかで、S. Utsumiらの、大豆蛋白質は塩類の添加によりイオン強度が増加すると、変性温度が上昇するとの報告（非特許文献１）を応用することを見出した。すなわち、塩類の添加によってイオン強度を増加せしめることによって、大豆蛋白質の変性温度を上昇させることで、安定的に加熱殺菌できるとの発明を完成させた。このように塩類による大豆蛋白質の変性温度の変化を加熱殺菌技術に応用しようという考え方はかつてなかった。

すなわち本発明は、
（１）大豆蛋白質の水溶液に対し、加塩し、加熱することを特徴とする、低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法。
（２）加塩時のイオン強度が0.04以上である、（１）記載の低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法。
（３）加熱殺菌条件が、品温60℃以上、かつ、大豆蛋白質の変性温度未満である、請求項２に記載の低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法。
（４）β-コングリシニンを10%以上含む大豆蛋白質組成物であり、かつ、加熱殺菌条件が、65℃未満である、請求項３に記載の低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法。
（５）β-コングリシニンを10%未満含む大豆蛋白質組成物であり、かつ、加熱殺菌条件が、85℃未満である、請求項３に記載の低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法。
（６）（１）〜（５）の殺菌法を用いる、低変性で殺菌された大豆蛋白質組成物の製造法。
（７）（６）の製造法で得られる、低変性で殺菌された大豆蛋白質組成物。
である。

本発明により、殺菌された低変性大豆蛋白質組成物を得ることができ、麺類やその他の食品に安全に添加することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明は、麺類等に添加する際に適した状態である、低変性状態を保ったまま加熱する、低変性大豆蛋白質組成物の殺菌法に関するものである。

ここでいう低変性大豆蛋白質組成物とは、大豆蛋白質を主成分とする組成物のことで、大豆，脱脂大豆等の大豆原料から、アルコールもしくは酸性液により洗浄した濃縮大豆蛋白質や、水または温水にて抽出して繊維質を除去した豆乳溶液や、豆乳溶液からpH４〜５程度の等電点沈殿で蛋白質を分離したのち、再溶解させた分離大豆蛋白質であり、あるいは、これら蛋白質溶液の噴霧乾燥や凍結乾燥等による乾燥物のうち、蛋白質が変性する処理を極力避け、後述する試験で低変性と確認できる大豆蛋白質組成物を示す。また、繊維質を除去する際の遠心分離のGを上げることで、クロロホルムメタノール抽出される極性脂質量の低い大豆蛋白質組成物が得られるが、これは風味物性が良く、低変性大豆蛋白質組成物として種々の用途に好適である。

更に、Thahn, V. H. ら（非特許文献２）から報告されているような分画処理によって得られたβ‐コングリシニン画分やグリシニン画分を使用することもできる。特に蛋白質中にβ‐コングリシニンを10%未満、好ましくは７%未満しか含まない高グリシニン低変性大豆蛋白質組成物は、β-コングリシニンを蛋白質中に10%以上含む通常の大豆蛋白質組成物より変性温度が高く、低変性大豆蛋白質組成物を調製する原料として好適である。ここで用いるβ‐コングリシニンの蛋白質中含量は、SDS-PAGEにより電気泳動したゲルをクマシーブリリアントブルーにより染色し、脱色後デンシトメーターにて測定することで求めたものとする。

抽出，濃縮，殺菌，乾燥，物性の改良等を目的とした、低変性大豆蛋白質組成物調製に用いる種々の処理は、大豆蛋白質が変性を起こさない範囲の温度，pH，圧力等の条件下でのみ行なう必要がある。

加熱殺菌による蛋白質の変性の程度は、以下に示す製麺試験によって、その物性すなわち生地の伸び、麺の硬さから測定することができる。具体的には、小麦粉33.5gと粉末化した大豆蛋白質組成物17.5g、食塩2.5gおよび水を、手で混合してそぼろ状の生地にする。水の量は生地が適度な硬さ（冷ご飯を握った硬さ）になるように調整する。5分間休ませた後に生地を練ってまとめ、真空シーラーで脱気する。手回し式パスタマシンにて複合・圧延して厚さ1.2mmの麺帯とする。さらに切り歯にて幅1.2mmに切り出して麺線とする。生地の物性測定は、貫入破断試験により行い、厚さ1.2mmに伸ばした麺帯を４℃で一晩放置し、常温に戻したのち、再度1.2mmのローラーに通し、40mm×40mmに切断する。直径16mmの穴の開いたプレートの上に生地を乗せ、さらにその上に同じ穴あきプレート（重量1002g）を乗せて固定する。直径5mmの球形プランジャーを用いて速度1mm/secで貫入し、破断点の変位（サンプルに接触したところを０点とする）を測定値（生地の伸び）として得る。大豆蛋白質組成物が同じ組成であれば、変性度が小さいほど高い値が得られる。

茹で後の麺の物性は、４℃で一晩放置した麺線を100℃で5分間茹でた後、茹で上がり15分後に、クサビ型プランジャーを用いて、プランジャー速度0.05mm/secで底面より0.1mmまで圧縮し、破断点の荷重を測定値（麺の硬さ）として得る。大豆蛋白質組成物が同じ組成であれば、変性度が小さいほど高い値が得られる。大豆蛋白質組成物の変性度は、この方法によって測定された生地の伸び、麺の硬さの値が、ともに加熱処理前の80%以上であるとき低変性であると定義される。この範囲であれば加熱処理前後での変性度の差は実用上問題とならない。

未殺菌の低変性大豆蛋白質組成物より殺菌された大豆蛋白質組成物を得るために、加熱による殺菌を行なう場合、大豆蛋白質組成物を水溶液とした上で、60℃，30分以上の加熱が必要である。しかし、β-コングリシニンを蛋白質中に10%以上含む通常の分離大豆蛋白質の場合、加塩しない状態では、63℃を越える温度で30分以上の加熱を行なうと変性が起こり、大豆蛋白質の物性が極端に変化するために、低変性大豆蛋白質組成物としてこれを利用する上において問題を生じる。

そこで低変性大豆蛋白質組成物を加熱処理する際に、塩をイオン強度0.04以上、好ましくは0.08以上、更に好ましくは0.12以上添加することによって、大豆蛋白質の変性温度を高めることができる。イオン強度の上昇に従い変性温度も上昇し、イオン強度0.2では、５℃程の変性温度の上昇が認められる。イオン強度の上限は特に設けないが、イオン強度が高すぎると、低変性大豆蛋白質組成物の灰分が上昇し、異味が生じる。現実にはイオン強度0.5以下が好ましく、0.3以下が更に好ましい。

加熱時に添加する塩は、ナトリウム，カリウム等のアルカリ金属や、アンモニウム等をカチオンとした、硫酸塩，硝酸塩，炭酸塩，炭酸水素塩，塩化物等であり、例えば、塩化ナトリウム，塩化カリウム，硫酸ナトリウム，硫酸アンモニウムなどが使用できるが、風味や価格から塩化ナトリウムが最も好ましい。

この加塩により、60℃以上67℃未満の温度で、好ましくは61℃以上65℃未満の温度で、更に好ましくは61℃以上63℃未満の温度で、低変性状態を維持したまま加熱殺菌処理を行なうことができる。60℃未満では殺菌の効果が弱く、68℃以上では変性が開始されてしまう。また、加熱時間は30分以上が必要である。加熱時間の上限は特に設けないが、長時間の加熱は生産効率が悪いために、通常は３時間以内、更には１時間以内が適切である。その際の大豆蛋白質組成物水溶液の濃度は、液中固形分として２〜20重量%、好ましくは５〜15重量%が適当である。

また、低変性大豆蛋白質組成物が高グリシニン低変性大豆蛋白質組成物の場合、元々、通常の大豆蛋白質組成物に比較し変性温度が高いが、塩の添加によって80℃付近での加熱が可能となる。そこで、60℃以上85℃未満、好ましくは殺菌効果の高い70℃以上85℃未満の温度で、更に好ましくは80℃以上85℃未満の温度で、低変性状態を維持したまま、効率良い加熱殺菌処理を行なうことができる。この際、60℃未満では殺菌の効果が弱く、85℃以上では変性が開始されてしまう。

殺菌時のpHは、蛋白質が熱変性しにくいpH域で行なう必要がある。pH５〜8.5、好ましくはpH6.5６〜7.5が適当であるが、加熱温度によってはこれ以外のpH域を用いることも可能である。

以下に実施例を記載するが、この発明の技術思想がこれらの例示によって限定されるものではない。

○各温度での加熱変性度の食塩の有無による違い
脱脂大豆に７倍量の水を加え、水酸化ナトリウムにてpH7に調整して混合・抽出し、遠心分離にて沈殿物を除去したのち、残渣にさらに脱脂大豆の５倍量の水を加えて同様に処理し、抽出液を得た。塩酸でpH4.5に調整して蛋白質を沈殿させ、遠心分離にて回収した。水を加えたのち水酸化ナトリウムで中和し、熱風温度180℃，排風温度70℃にて噴霧乾燥して粉末状の分離大豆蛋白質Ａを得た。

分離大豆蛋白質Ａを12重量%濃度に溶解し、恒温水槽中各温度で30分加熱した。食塩を加えたものは溶液中1.2重量%濃度（イオン強度0.21）で添加し、同様に加熱した。凍結乾燥後粉砕し、製麺試験によって変性度を評価した。食塩を加えたものについては、製麺時に食塩および蛋白質量が一定となるように配合を調整した。変性度は、未加熱の生地の伸び、および麺の硬さをそれぞれ100%として相対値で表した。

食塩無添加の比較例２〜４では加熱温度60℃までは生地の伸び、麺の硬さがともに80%以上あり、変性度は微少だったが、63℃以上では麺の硬さが80%を下回り、変性が認められた。食塩を添加した実施例１および２では、65℃まで生地の伸び、麺の硬さがともに80%以上あり、変性は微少だった。しかし食塩を添加しても、68℃で加熱した比較例５では、麺の硬さが80%を下回り、変性が認められた。

〔表１〕各温度での加熱変性度の食塩の有無による違い

○加熱変性度の食塩濃度による違い
分離大豆蛋白質Ａを12重量%濃度に溶解し、食塩を0.3〜0.9重量%（イオン強度0.05〜0.15）の各濃度で添加・溶解した後、恒温水槽中65℃で30分加熱した。凍結乾燥後粉砕し、製麺試験によって変性度を評価した。製麺時に食塩および蛋白質量が一定となるように配合を調整した。変性度は、未加熱の生地の伸び、麺の硬さをそれぞれ100%として相対値で表した。

食塩を0.3重量%（イオン強度0.05）以上添加した実施例３〜５では、いずれも生地の伸び、麺の硬さがともに80%以上あり、変性は微少だった。

〔表２〕加熱変性度の食塩濃度による違い

○殺菌効果
分離大豆蛋白質Ａを12重量%濃度に溶解した溶液に、大豆由来の菌群を培養したものを植菌し、恒温水槽中各温度で30分加熱した。食塩を加えたものは1.2重量%濃度（イオン強度0.21）で添加し、同様に加熱した。冷却後、標準寒天培地にて35℃，48時間の培養で一般生菌を、デソキシコレート培地にて35℃，24時間の培養で大腸菌群の測定を行った。

60℃以上の加熱で一般生菌は減少し、大腸菌群は検出されなくなった。食塩を加えた実施例６においても殺菌効果は変わらなかった。

〔表３〕殺菌効果

○低変性大豆蛋白質組成物の調製例
［実施例７］
脱脂大豆に10倍量の水を加え、水酸化ナトリウムでpH6.7に調整して混合・抽出し、遠心分離にて沈殿物を除去し、抽出液を得た。塩酸でpH4.5に調整して蛋白質を沈殿させ、遠心分離にて回収した。水を加えて再度遠心分離することによって沈殿物を洗浄し、回収した。水を加えて固形分10重量%とし、水酸化ナトリウムでpH7.1に中和し、ホモジナイズして可溶化した。可溶化液に0.7重量%（イオン強度0.12）の食塩を加え、熱媒温度68℃の熱交換器にて液温度62℃に加熱した。61〜62℃の水浴中で45分間保ったのち、熱風温度183℃、排風温度68〜73℃にて噴霧乾燥し、粉末状の分離大豆蛋白質Ｂを得た。比較検討用として、可溶化した中和液を加熱することなく同様の条件で噴霧乾燥した粉末状の分離大豆蛋白質Ｃを得た。分離大豆蛋白質Ｂの製麺試験における生地の伸び、麺の硬さを測定し、それぞれ分離大豆蛋白質Ｃの値を100%とした時の相対値で表すと、生地の伸びが104%、麺の硬さが83.4%であり、加熱による変性は微少だった。

○塩化カリウムの使用効果
［実施例８］
脱脂大豆に７倍量の水を加え、水酸化ナトリウムにてpH7に調整して混合・抽出し、遠心分離にて沈殿物を除去したのち、残渣にさらに脱脂大豆の５倍量の水を加えて同様に処理し、抽出液を得た。塩酸でpH4.5に調整して蛋白質を沈殿させ、遠心分離にて回収した。水を加えて再度遠心分離することによって沈殿物を洗浄し、回収した。水を加えて水酸化ナトリウムでpH7.1に中和し、乾燥重量11%に調整した。食塩0.35%（イオン強度0.06），塩化カリウム0.35%（イオン強度0.05）を加えて溶解し、65℃で45分加熱したのち、熱風温度180℃，排風温度72℃にて噴霧乾燥して粉末状の分離大豆蛋白質Ｄを得た。比較検討用として、中和液を加熱することなく同様の条件で噴霧乾燥した粉末状の分離大豆蛋白質Ｅを得た。分離大豆蛋白質Ｄの製麺試験における生地の伸び、麺の硬さを測定し、それぞれ分離大豆蛋白質Ｅの値を100%とした時の相対値で表すと、生地の伸びが81.5%、麺の硬さが84.8%であり、加熱による変性は微少だった。

○高グリシニン低変性大豆蛋白質組成物の調製例
脱脂大豆10kgに1.5kgの70%エタノールを混合しながら噴霧し、70℃で30分ホールドした。このエタノール処理脱脂大豆に対し、８倍量の水を加え、水酸化ナトリウムでpH7.7に調整して混合・抽出した。遠心分離にて沈殿物を除去したのち、残渣にさらに脱脂大豆の５倍量の水を加えて同様に処理し、抽出液を得た。エタノール処理脱脂大豆に対して0.15重量%量の次亜硫酸ナトリウムを加え、硫酸でpH5.8に調整し、遠心分離によって沈殿物を回収した。水を加えて再度遠心分離することによって沈殿物を洗浄し、回収した。再度水を加え、水酸化ナトリウムでpH7.5に中和し、熱風温度185℃、排風温度75℃にて噴霧乾燥し、高グリシニン大豆蛋白質粉末を得た。この物のSDS-PAGEにおける蛋白質組成は、蛋白質あたり、β-コングリシニン含量が５%、グリシニン含量が93%であった。

高グリシニン大豆蛋白質粉末を12重量%濃度、1.2重量%食塩（イオン強度0.21）の有無において全量350gとし、90℃のオイルバス中で30分加熱処理した（液温度83℃）。凍結乾燥後、粉砕処理し、サンプルとした。

食塩無添加の比較例11では（表４）、生地の伸び、麺の硬さがともに80%を下回り、変性が認められた。食塩を添加した実施例９では、生地の伸び、麺の硬さがともに80%以上あり、変性は微少だった。また、実施例９では未加熱の比較例10に比べて一般生菌数が減少し、高い殺菌効果が認められた。

〔表４〕高グリシニン低変性大豆蛋白質組成物の調製例

本発明により、殺菌された低変性大豆蛋白質組成物を得ることができる。麺類やその他の食品に、物性の低下なく蛋白質を安全に添加し、従来にない高蛋白質の食品を製造することができる。

Claims (2)

1. 脱脂大豆に由来する蛋白質の水溶液に対し、0.04以上のイオン強度に加塩し、加熱殺菌条件が、品温60℃以上、かつ65℃未満で加熱することを特徴とする、加熱された大豆蛋白質組成物が低変性となるβ-コングリシニンを10％以上含む脱脂大豆蛋白質組成物の殺菌法。
2. 請求項１記載の殺菌法を用いる、加熱された大豆蛋白質組成物が低変性となる、殺菌された、β-コングリシニンを10％以上含む脱脂大豆蛋白質組成物の製造法。